Hören Sie auf, auf Ihre Heizsysteme zu warten: Warum Infrarot-Heizung im Vergleich zu heißer Luft überlegen ist
Wenn man sich in einer älteren Fertigungsanlage umsieht, wird man wahrscheinlich viele Anlagen sehen, die immer noch auf die Zirkulation von heißer Luft angewiesen sind, um Wafer zu erhitzen oder zu trocknen. Das ist die alte Methode – doch sie hat einen großen Nachteil: Sie ist sehr langsam.
Luft ist ein schlechter Wärmeleiter. Wenn man heiße Luft verwendet, muss man eigentlich nur warten. Man muss erst die Luft erhitzen, anschließend den Raum und schließlich das Teil selbst. Die Minuten, die man damit verbringt, darauf zu warten, dass das Substrat die richtige Temperatur erreicht? Das ist reine Verschwendung von Zeit.
Vermeidung des „Dazwischenmanns“
Bei der Infrarot-Heizung ändert sich das. Anstelle dessen, den Raum zu erwärmen, senden Kurzwellen-Infrarotlampen elektromagnetische Strahlung direkt zum Ziel. Es handelt sich dabei um eine direkte Wärmeübertragung.
In der tiefen Bearbeitung zeigt sich hier der wirkliche Vorteil: Man muss nicht mehr Minuten warten – sondern nur Sekunden. Dadurch wird der gesamte Workflow schneller und effizienter.
Um das zu ermöglichen, werden diese Lampen in Schutzschalen aus hochreinem Quarzglas eingeschlossen. Diese Schutzschalen dienen nicht nur dazu, alles sicher zu halten. Sie bilden außerdem eine Barriere gegen Verunreinigungen, sodass die Wärmeenergie ungehindert durchdringen kann, ohne abgelenkt oder absorbiert zu werden.
Der Quarzfaktor
Man kann hier nicht einfach irgendein Glas verwenden. Wenn man billige Materialien verwendet, droht es, dass die Schutzschale bereits bei voller Leistung der Lampe zerbricht. Es handelt sich dabei um eine extrem schwierige Umgebung.
Nur hochreines Quarz bleibt bei hohen Temperaturen fest – während normales Borosilikatglas weich wird und sich verformt.
Aber es gibt ein Problem: Die Schutzschalen müssen stets sauber bleiben. Wenn sich Schmutz auf dem Quarz ansammelt, entstehen Hotspots. Dadurch muss die Lampe härter arbeiten, als nötig – und schon bald geht der Glühfaden kaputt.
Der Kompromiss
Infrarot-Heizung ist zwar nicht magisch – doch sie bringt ihre eigenen Probleme mit sich – hauptsächlich im Zusammenhang mit der Hitzedichte.
Diese Lampen liefern eine enorme Menge an Energie in einem kleinen Raum. Wenn das Kühlsystem nicht ausreicht, kann die reflektierte Hitze dazu führen, dass die Halterungen der Lampe verbogen werden. Noch schlimmer: Wenn die Lampe nicht richtig gekühlt werden kann, geht sie viel schneller kaputt.
Schnelligkeit ist gut – aber man braucht auch ein effektives Kühlsystem dazu.